CMP設備(Chemical Mechanical Polishing Equipment)是執行化學機械研磨(CMP)製程的半導體製造設備。將晶圓固定在研磨頭(載具)上並壓向研磨墊,一邊供給研磨液(研磨粒+化學藥劑的混合液),一邊使兩者相對旋轉,將晶圓表面平坦化(拋光)至奈米等級。
CMP設備的主要構成要素為:(1)研磨平台(platen,裝載研磨墊並旋轉的平台);(2)研磨頭(以背膜與固定環保持晶圓,並以均勻壓力壓向研磨墊);(3)研磨液供給與回收系統;(4)修整器(防止研磨墊堵塞的調整工具);(5)終點偵測系統(以光學或電流偵測自動判定CMP終點)。
研磨均勻性的控制是最重要的課題。為將晶圓面內的碟形凹陷(dishing,導線中央過度研磨)與侵蝕(erosion,圖案密集區平坦化不良)降到最低,具分區加壓功能(Multi-zone pressure control)的研磨頭與最佳化的研磨液供給不可或缺。
CMP設備依用途有各自最佳化的專用機型。STI CMP(矽氧化膜研磨)、鎢CMP(接觸窗/通孔研磨)、銅CMP(雙鑲嵌導線研磨)、High-k/金屬閘極CMP(閘極後平坦化)等,各自以適合的研磨液與研磨條件運作。
主要CMP設備廠商有應用材料(Reflexion LK、Reflexion GT:全球市占率最大)、荏原製作所(FREX300系列:在日本與韓國具優勢)、KCTech(韓國)等。研磨液(研磨粒、化學藥劑)供應商則有Entegris(收購Cabot Microelectronics後)、CMC Materials(Inpria)、日立化成(昭和電工材料)等,在市場上居領先地位。